基于物聯網的智慧醫療信息化的關鍵技術研究

摘要：醫療衛生事業不斷發展，醫院必須加快改革步伐，提高醫療質量和工作效率。而隨著信息化技術不斷推廣和應用，醫院日常工作所產生的海量信息必須被合理地儲存和加工。然而目前許多醫院傳統信息技術體系的缺陷日益突出，已不能適應新時期的醫院發展要求，導致我國醫療事業的發展和服務質量受到了嚴重的阻礙。利用物聯網技術發展智能衛生事業，可以利用其自身的優點，建立更加完善的智能醫療系統，提高醫院的內部治理能力和醫療質量。下文闡述了物聯網技術，介紹了智慧醫療體系，總結了基于物聯網的智慧醫療信息化的關鍵技術。

關鍵詞：物聯網；智慧醫療；信息化

謝衛蓉（1983.12-），本科，工程師（中級職稱），研究方向：醫療信息化。

一、引言

在目前物聯網技術不斷發展的背景下，將物聯網技術引入到醫院的信息化中，以產業標準的制定為指導，對以互聯網為基礎的醫學全流程進行了研究。從醫學自身存在的問題出發，探討新型智能醫學信息化體系，將有利于提升醫院的經營效能，提升醫療衛生的管理質量。通過物聯網技術，實現了對醫院各種業務的優化，能夠提高醫院的經營管理，推進智慧醫院建設。

二、物聯網主要技術概述

（一）RFID 技術應用原理

為了通過射頻信號進行特殊數據的識別和讀取，中央控制系統會根據一定的邏輯來判斷，這是一種基于無接觸的無線自動識別技術。RFID技術已越來越多地被用于醫學領域，具有廣闊的發展空間。目前，在醫學上已有廣泛的運用，如病人定位，藥物確認等，其中RFID電子標記已得到了廣泛的使用。RFID技術在一定程度上促進了醫學領域的服務。

（二）云計算

這項技術源于谷歌于2006年提出的一個概念，美國NIST組織把它作為一個新的支付使用量的模式。在實踐中，云計算技術表現出了強大的靈活性和應用價值，它可以為用戶配置網絡、服務器等計算資源，使其僅依靠網絡環境就能完成海量數據的處理和應用。而使用者只需要付出很少的管理費用，從而使其獲得更多的應用。目前，智能醫學體系的構建大多采用了云計算技術，對醫院的數據進行了大量的數據分析。在智能醫療云計算平臺中，目前已被廣泛采用的技術包括運算和存儲、管理方面的內容，并對智慧醫療的發展起到了很好的支撐作用。

三、智慧醫療

（一）概念

全面實施信息化建設，全面規劃、設計、整合全院所有的信息資源，開展各類物聯網系統的建設。通過各種物聯網技術，為病人提供先進的個性化服務。同時，要提高醫院的管理、服務和技術，提高醫療質量，提高醫院綜合效益，建設現代化的智慧醫療系統。將其與現有的醫療機構相融合，建立適合當前的發展模式，進行以此為基礎的醫療業務，對患者進行全程的全面的管理，提高了臨床應用的有效性，提高了醫療質量和服務水平，以達到醫院精細化、規范化管理的現實要求[1]。

（二）智慧醫療體系特點

一是要保證互聯互通。在智能醫學系統的構建過程中，利用物聯網技術和云計算技術，可以將各種電子病歷和其他數據、設備進行集成，形成一個統一的系統，并對病人的就醫情況進行連續地跟蹤。病人可以自行挑選醫師，也可以轉到其他的醫療機構。被指定的醫師可以在任何時候看到病人的病情、醫療措施、醫療保險等。

二是服務性。智能醫療系統在保證數據收集的精確度的基礎上，充分考慮了系統的兼容性和擴展性，保證了各大醫院的信息和資源的充分共享，從而打破了傳統醫療中的“信息孤島”現象。

三是預防性。在物聯網的基礎上，利用邊緣計算、云計算、大數據等技術，對大量的數據信息進行全方位的綜合、全面分析，從而有效地診斷出病人的重大疾病。智慧醫院系統也能及時控制已存在公共健康問題的發展動向。

四是普及性。當前，人們普遍存在著看病難、看病貴等問題，這一問題的根源在于醫療資源的不平衡。病人對基層醫療機構的信心不足，傾向于去一線城市大醫院就診，以獲取高質量的醫療資源。而隨著時間的推移，國內一線城市的高質量的醫療資源也越來越緊缺。建立智慧醫院系統，實現了區域間的醫學信息資源的有效集成。使鄉村醫院的醫師能在第一時間得到來自大城市專家的意見，進行適當的轉診，并進行定期的醫療教育，讓他們能夠得到更多醫療資源，建立更加科學有序的分級診療機制。

五是激勵創新。在智慧醫療系統的構建中，采用先進的物聯網技術，不僅可以減輕醫護人員的負擔，還可以為醫院的創新和科研帶來更多的便利，從而促進醫院的整體實力提升。

六是可靠性。在建設智慧醫院系統的基礎上，利用物聯網技術，獲取大量的數據和信息，再加上大數據的區塊鏈技術，不僅可以讓醫師們找到自己想要的資料，保證診斷的科學性和合理性，而且還能保護病人的隱私。

四、基于物聯網的智慧醫療信息化的關鍵技術

（一）數據智能分析技術

該技術就是利用人工智能對各種信息進行分析，將各種信息進行整合，從而得到更多的醫學信息。首先，可以肯定的是，該技術并非完全可以單獨完成，而是通過數據采集、融合、分析等環節來完成。在采集數據時，要充分發掘已有的數據庫，利用已存儲的資料獲取相應的信息，并將同類的信息進行整合，以方便檢索和使用。因此，從多個角度對醫學資料進行綜合，高效地進行分析，可以得到綜合而精確的結果。

（二）醫療設備互聯互通信息融合技術

在當前的技術發展階段，要保證患者的醫療信息、醫院的電子病歷、醫療記錄等信息的集成，就必須能夠在現有的技術應用中，為特定群體的醫療保健服務。在此項技術的研究中，應從多元信息感知、數據鏈路等信息技術手段入手，保證技術的科學應用，并建立起醫療和衛生信息收集一體化的模式。想要達到這一效果，就要在技術開發的時候，將所有的儀器都連接起來，從而達到全面的信息集成。此外，目前智能系統的建設，需要將其醫療服務系統與各種醫療儀器中智能識別、感知等技術結合起來[2]。針對醫療衛生裝置，它的存取模塊也能完成多種醫學終端裝置的功能，并能綜合地處理各類儀器的數據探測。比如，可以通過藍牙、無線網絡連接多種醫學儀器，實現數據和信息的錄入。其次，在終端裝置的設計上，也需要與網絡傳送協定高度兼容，使用TCP等主動式的通信協定，通過無線網絡來實現對資料的即時監測，以保證資料傳輸的可靠性。

（三）數據驅動的跨區域業務流程集成技術

目前，跨區域的醫療協同，往往會遇到一些工作上的障礙。而且，因為醫療、醫保和公共衛生管理政策的不同影響，需要在不同的地區進行業務合作，確保能夠滿足不同區域的不同的過程管理要求。目前，隨著跨境環境的發展，醫療與健康的信息數據越來越多。同時，在對數據信息進行管理的時候，所使用的管理系統也存在著差異。所以，在實際發展中，它的數據量很大，信息組織也比較分散。在目前的發展趨勢下，需要以電子病歷和健康檔案信息的共享，以及跨域機構中的流程管理技術為基礎進行研究，建立能夠較好地滿足系統運行要求的技術方案。

（四）個性化的服務技術

從這個技術的名稱來看，它的目的就是為了給患者提供適合患者自身情況的、有效的醫療服務。要讓個體化的醫療服務更精確地為患者制定醫療方案和健康方案，必須有一個強有力的人工智能技術。而且，還需要更多的信息技術。可以說，這種服務非常具有實際的醫療價值，可以從某種程度上解決諸如個性化預約之類的服務問題。其中，以患者數據中心分析技術、患者行為自動識別技術、家庭病歷分析技術等技術為代表，可以有效地提高問診的工作效率，提高問診的準確性。

（五）隱私保護技術與信息安全技術

醫療隱私歷來是患者最為關心的問題。然而，在實際的醫學實踐中，由于學術研究或科學創新等諸多因素，許多醫院或其他醫療機構都需要大量收集、整理數據，并發表于各類醫學雜志、學術論文。數據中有可能包含患者的個人隱私信息。但在我國，對個人隱私的保護仍局限于倫理與法律的約束。因此，在智慧醫療時代，人們應該運用更多的智能化的方法來更好地保護個人的隱私。在個人隱私權的保護上，主要有兩個途徑[3]。1、將干擾性處理用于原始的個人隱私數據。在不改變原始數據的分布特性及語義的基礎上，采用匿名的方法或將原有的數據組合起來。在此基礎上，對患者的個人隱私進行了全面地保護。2、控制訪問信息的權利。利用技術手段對有權限瀏覽患者信息的人群進行限制，以保障患者的隱私。

（六）數據處理技術

由于我國人口眾多，加之近幾年老齡化的加劇，需要處理的醫療數據數量非常龐大。而智慧醫療，則是將這些信息集中起來，按照不同的類型，進行處理。醫療數據中有許多無用的數據[4]。而智慧醫療，則是能夠在最短的時間內，將那些無用的信息剔除出去，把有用的數據進行保存和使用。此外，在剔除了許多無用的數據之后，該技術還可以為學術研究做出貢獻，它可以在必要的時候將其提取出來。

（七）海量數據處理技術

當前健康服務中存在著海量的數據和信息資源。所以，在系統建設的時候，必須要有大量的數據處理技術。通過這種方法，可以在實際的系統中，快速、方便地對某些元數據進行各種程度的分析和處理，同時也是一種面向上層應用的基礎技術。

（八）多并發高性能技術

在當前的技術研究領域，利用數據挖掘和分析技術，可以很好地解決傳統的信息技術和數據的處理方法[5]。這樣才能保證數據的科學性，為員工提供更精確的數據。

（九）跨區域下的索引

在以往的研究開發中，許多系統的工作原理都有缺陷，使用者的操作也不太合理。因此，要提高系統的科學性，就必須采用索引技術來實現信息的有效配置。

（十）多模態信息融合

這種技術的信息融合，在當前的系統中是基于多層次、多方位的信息處理。該技術能夠很好地針對不同的規范和標準的信息數據，進行有針對性的處理和調節。

（十一）異構區下的整合技術

在不同的區域中，要實現更好的信息處理協同性，就必須充分運用整合技術來增強系統的功能，并保證各平臺的協同性。在未來的醫療產業發展過程中，能夠最大限度地保證醫療事業的健康發展，并為用戶提供更好的服務。

五、基于物聯網技術的智慧醫療系統設計

（一）基礎層

基礎層是指智慧醫療系統中的人和物品。

（二）感知層

感知層是指通過無線連接、無線射頻識別和傳感器網絡等技術來獲取基礎層的數據[6]。有效地利用感知層，可以使醫院管理人員有效、直觀、科學、統一地管理醫療系統的內部醫療資源。

（三）網絡層

網絡層是指通過4G和5G網絡、 WLAN、自組織網絡和寬頻網絡來實時傳送感知層的信息。

（四）應用層

應用層指的是對家庭健康系統、區域衛生平臺和智慧醫療系統等方面的實際應用。例如，通過家庭健康系統進行針對性、高效性的健康信息管理，可以使亞健康人群無需到醫院就可以獲得快速、便捷的醫療服務。通過建立區域衛生平臺，可以使各級醫院系統達到分級治療。智慧醫療系統可以對醫護人員和患者的病情進行高效地定位和記錄，從而提高醫療服務的質量和管理水平。

（五）用戶層

用戶層指的是例如醫療機構、協同會議中心，社會企業、銀行、公交服務，家庭和個體等與智慧醫療系統相關的對象。用戶層的標準是指具有互動性、控制性和感知性的服務，并可以利用相應的云計算和物聯網等技術來獲得相應的業務，以達到互動的目的。

六、基于物聯網技術的智慧醫療系統應用——以家庭健康管理系統為例

在物聯網的無線互聯技術支持下，智慧醫療系統能夠從醫學領域向個體和家庭延伸。同時，由于傳感器技術的不斷發展，微型、低功耗、高精度的無線傳感器也越來越普遍，各種穿戴式、非接觸式的健康監測設備也逐步被應用到了個人和家庭中[7]。這些先進的智能穿戴設備能夠對人體的各項健康狀況進行即時采集，并將其通過無線網絡傳輸到終端，進行實時存儲和分析。結合各種可佩戴式的設備，形成以個人健康為核心的智慧醫療系統。結合傳感器采集到的真實數據和電子醫療記錄，可以對醫院內外進行全過程的健康管理。同時，對個人的身體狀況進行實時監測，可以對其進行預警、診斷和治療。

例如，將血壓、血氧、肌電圖等的生理參數結合在一起的智能手環和睡眠監測儀，就可以對個人的睡眠情況進行監測。當睡眠監測儀監測到睡眠呼吸暫停，并且血氧濃度小于安全范圍時，它就會發出警告，記錄在每個人的睡眠檔案中。如果睡眠呼吸暫停出現的頻率越來越高，那么就會有就醫提示。并且，一旦確定了就醫，就可以讓被預約的醫生查看自己的睡眠檔案，以便更好地做出診斷。各種無接觸型感應器的應用，使家庭健康監測變得可行。通過設置以跌倒監控器、家用血壓計、嬰兒呼吸監測儀、非接觸睡眠監測儀等為主的非接觸式傳感器，并與可穿戴設備相配合，能夠對全家人的身體狀況進行即時監測。采用跌倒傳感器、聲音傳感器以及邊緣網關等方式對老年人摔倒情況進行監控。當老年人摔倒或求援時，通過視覺深度、陀螺儀、聲音分析等方法探測到后，并將其傳送給網關[8]。并通過該網關與老年人居住地的生活服務信息系統和就近的醫院進行急救系統。借由使用可穿戴技術與非接觸式傳感器技術、與地區衛生保健體系的互聯，使居家健康管理成為不受時空控制的、不會對使用者生活質量造成任何影響的健康監測計劃，對于照顧老人、慢性病防治具有重大的作用。

七、結束語

總之，智慧醫療技術在我國的發展相對較慢，其發展的難度也比較大。有關部門應當繼續改進和推廣智慧醫療。這既可以從根本上緩解我國現階段看病難、看病貴的問題，也可以為解決當前存在的醫療資源不均衡問題。物聯網的發展為智慧醫療提供了技術支持。將來，人們可以利用智慧醫療，實現居家就醫，并對自己的健康狀況進行有效的把控。

作者單位：謝衛蓉 上海軟中信息系統咨詢有限公司

參? 考? 文? 獻

[1]葛文勇，趙慧芳，游世軍.新時期智慧醫療信息化建設研究[J].數字通信世界，2023（01）：154-156.

[2]彭宇.基于智慧醫療的醫院網絡安全管理研究[J].中國設備工程，2022（23）：28-30.

[3]李宏濤，曹茂誠.5G技術賦能醫療聯合體智慧化[J].中國電信業，2022（11）：78-80.

[4]賈斐，馮天宜，云夢妍，葛妍.云計算技術在智慧醫療中的應用[J].信息通信技術與政策，2022（11）：93-96.

[5]段永利.專業化、小型化是智慧醫療的發展方向[J].科技創新與品牌，2022（10）：32-33.

[6]黃小民.智慧醫療服務模式構建研究[J].甘肅科技，2022，38（19）：66-68.

[7]陳姝.淺談智慧醫院的建設發展[J].數理醫藥學雜志，2022，35（10）：1427-1429.

[8]李勝旭，王穎.大數據驅動下的智慧醫療服務系統設計[J].軟件工程，2022，25（10）：59-62+58.